一种复合透镜光学超分辨率成像系统技术方案

本实用新型专利技术提供的复合透镜光学超分辨率成像系统，将微球透镜固定在三维纳米位移台单元上，同时在样品表面涂覆薄膜，将能在薄膜上因为液滴表面张力自然形成半球的半球透镜转移到薄膜上，当三维纳米位移台单元将微球透镜移动到薄膜上方半球透镜的竖直方向，当光照射样品表面时，半球透镜实现初级超分辨成像，之后通过微球透镜实现次级放大，将图像传输至显微镜物镜，达到突破衍射极限，提高光学显微镜分辨率和放大率的目的的方法。分辨率和放大率的目的的方法。分辨率和放大率的目的的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种复合透镜光学超分辨率成像系统


[0001]本技术涉及光学器件
，特别涉及一种复合透镜光学超分辨率成像系统。

技术介绍

[0002]在众多领域中光学显微镜有着极其重要的作用。但微纳米科学与生物医学的不断发展，对高分辨率的显微成像技术提出了更高要求。受限于光学衍射极限，常规光学显微镜的分辨率难以突破200nm，微球透镜辅助超分辨显微成像技术是解决这一难题简单易行的方法，样本受到光照射后，携带有纳米尺寸样品精细结构信息的近场高空间频率倏逝波被微球耦合，然后微球再将这些信息转换到远场，由物镜接收并传播到探测器上进行显示。这种方法具有无需荧光标记、直接成像、组件构成简单、成本低廉等优点。通过微球透镜与光学显微镜的简单结合实现超分辨成像。但现有微球透镜辅助超分辨成像的部分技术中，使用的半球透镜在成像时放大率有限，低倍物镜观察不到图像，所以必须使用高倍物镜，但是高倍物镜焦距短、视场小，限制了基于不同倍数物镜实现超分辨成像的应用空间。

技术实现思路

[0003]鉴于此，有必要针对现有技术中存在的缺陷提供一种拓展基于不同倍数物镜实现超分辨成像的应用空间的复合透镜光学超分辨率成像系统。
[0004]为解决上述问题，本技术采用下述技术方案：
[0005]本技术提供了一种复合透镜光学超分辨率成像系统，包括：三维纳米位移台单元、微球探针单元、半球透镜单元、光学显微镜及计算机，其中：
[0006]所述微球探针单元包括微球透镜，所述三维纳米位移台单元可移动和控制所述微球透镜在x、y、z三个坐标轴方向上的位置；所述半球透镜单元包括涂覆在待测样品上的薄膜及形成于所述薄膜上的半球透镜；所述光学显微镜包括载物台，所述载物台上设置有所述待测样品，所述光学显微镜用于接收所述半球透镜及所述微球透镜的超分辨信息，所述计算机用于接收和处理所述超分辨信息。
[0007]在其中一些实施例中，所述三维纳米位移台单元包括三维纳米位移台、固定于所述三维纳米位移台上的连接杆、与所述连接杆固定连接的光学调整架及与所述光学调整架固定连接的支架，所述三维纳米平移台为三轴挠性位移台。
[0008]在其中一些实施例中，所述微球探针单元还包括金属柄或光纤柄或探针，所述微球透镜固定于所述金属柄或光纤柄或探针上，所述金属柄或光纤柄或探针与所述支架固定连接。
[0009]在其中一些实施例中，所述微球透镜通过粘结剂粘结于所述金属柄或光纤柄或探针上。
[0010]在其中一些实施例中，所述微球透镜在被液体浸没时可使用钛酸钡或硫化砷微球，在非浸没时可使用二氧化硅或聚苯乙烯微球。
[0011]在其中一些实施例中，所述微球透镜还可以固定在微量移液枪尖端，或者嵌入聚合物薄膜中，或者固定在显微物镜上。
[0012]在其中一些实施例中，所述薄膜为旋涂在所述待测样品上的可固化聚合物胶，所述可固化聚合物胶包括聚二甲基硅氧烷胶。
[0013]在其中一些实施例中，所述半球透镜可以为疏水性物质或者由所述微球透镜切割后形成的半球。
[0014]在其中一些实施例中，所述光学显微镜还包括设置于所述载物台下方的载物台纵向移动旋钮及载物台横向移动旋钮、设置于所述载物台侧边的高度粗调旋钮及载物台高度细调旋钮、显微物镜、连接所述显微物镜的物镜转换器、与所述物镜转换器固定连接的观察头、固定于所述观察头的目镜、固定于所述观察头的镜筒、与所述镜筒连接的电荷耦合元件CCD。
[0015]在其中一些实施例中，所述计算机电性连接所述电荷耦合元件CCD。
[0016]本技术采用上述技术方案，其有益效果如下：
[0017]本技术提供的复合透镜光学超分辨率成像系统，将微球透镜固定在三维纳米位移台单元上，同时在样品表面涂覆薄膜，将能在薄膜上因为液滴表面张力自然形成半球的半球透镜转移到薄膜上，当三维纳米位移台单元将微球透镜移动到薄膜上方半球透镜的竖直方向，当光照射样品表面时，半球透镜实现初级超分辨成像，之后通过微球透镜实现次级放大，将图像传输至显微镜物镜，达到突破衍射极限，提高光学显微镜分辨率和放大率的目的的方法。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本技术实施例1提供的复合透镜光学超分辨率成像系统的结构示意图。
[0020]图2为本技术实施例1提供的三维纳米位移台单元的结构示意图。
[0021]图3为本技术实施例1提供的所述微球探针单元的结构示意图。
[0022]图4为本技术实施例1提供的所述半球透镜单元的正视图。
[0023]图5为本技术实施例1提供的所述半球透镜单元的俯视图。
具体实施方式
[0024]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0025]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造
和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0026]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0027]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。
[0028]实施例1
[0029]请参阅图1，为本实施例1提供的一种复合透镜光学超分辨率成像系统的结构示意图，包括：三维纳米位移台单元10、微球探针单元20、半球透镜单元30、光学显微镜40及计算机50。所述微球探针单元10包括微球透镜21，所述三维纳米位移台单元20可移动和控制所述微球透镜21在x、y、z三个坐标轴方向上的位置；所述半球透镜单元30包括涂覆在待测样品31上的薄膜32及形成于所述薄膜32上的半球透镜33；所述光学显微镜40包括载物台41，所述载物台41上设置有所述待测样品31，所述光学显微镜40用于接收所述半球透镜及所述微球透镜的超分辨信息，所述计算机50用于接收和处理所述样品图像。以下详细说明各个部件间的连接关系及其具体实现方式。
[0030]请参阅图2，三维纳米位移台单元10包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合透镜光学超分辨率成像系统，其特征在于，包括：三维纳米位移台单元、微球探针单元、半球透镜单元、光学显微镜及计算机，其中：所述微球探针单元包括微球透镜，所述三维纳米位移台单元可移动和控制所述微球透镜在x、y、z三个坐标轴方向上的位置；所述半球透镜单元包括涂覆在待测样品上的薄膜及形成于所述薄膜上的半球透镜；所述光学显微镜包括载物台，所述载物台上设置有所述待测样品，所述光学显微镜用于接收所述半球透镜及所述微球透镜的超分辨信息，所述计算机用于接收和处理所述超分辨信息。2.如权利要求1所述的复合透镜光学超分辨率成像系统，其特征在于，所述三维纳米位移台单元包括三维纳米位移台、固定于所述三维纳米位移台上的连接杆、与所述连接杆固定连接的光学调整架及与所述光学调整架固定连接的支架，所述三维纳米平移台为三轴挠性位移台。3.如权利要求2所述的复合透镜光学超分辨率成像系统，其特征在于，所述微球探针单元还包括金属柄或光纤柄或探针，所述微球透镜固定于所述金属柄或光纤柄或探针上，所述金属柄或光纤柄或探针与所述支架固定连接。4.如权利要求3所述的复合透镜光学超分辨率成像系统，其特征在于，所述微球透镜通过粘结剂粘结于所述金属柄或光纤柄或探针上。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：马璐，顾国强，张翊，杨慧，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：新型
国别省市：